To tyske virksomheder har i mange år haft et succesfuldt samarbejde inden for måleteknologi for at kunne teste industriel dæmpningsteknologi præcist inden for dynamiske parametre til kundespecifikke projekter. Her giver de et indblik i deres samarbejde.

I mange automatiserede produktionsprocesser anvendes små og industrielle støddæmpere som effektive, strømløse hydrauliske komponenter til deceleration eller præcis opbremsning af massekræfter for at øge produktiviteten og sikkerheden. ACE Stoßdämpfer GmbH leverer et bredt udvalg af disse maskinelementer i form af selvjusterende og justerbare typer til en lang række anvendelser, hvilket gør det muligt for designere at dække de mest almindelige kraftområder med virksomhedens standardkomponenter.

Sensorer og simuleringer spiller en rolle, når ingeniører ønsker at bestemme de faktiske dæmpningsegenskaber for de respektive ACE-støddæmpertyper til deres specifikke anvendelse på forhånd for særligt følsomme anvendelser. Dette gælder i særlige tilfælde inden for automatisering og håndtering samt til deceleration af ekstraordinært store massekræfter på værktøjsmaskiner eller rundborde. Hvis de dæmpningskurver, der er angivet af producenten, ikke er tilstrækkelige til anvendelsen og til kundens projektteam, bruger ACE's rådgivende ingeniører interne testfaciliteter til at kontrollere de teoretiske simuleringer fra designene med standardkomponenter i praksis og validere dem.

Dæmpningsteknologi testet på faldtestere og testbænk

Der bruges to faldtestere i Langenfeld, det tyske hovedkvarter for ACE Stoßdämpfer GmbH, der er medlem af Stabilus Group. Den første dækker massekræfter fra 130 kg til 500 kg med en maksimal faldhøjde på 1500 mm. Faldtestene, der udføres i henhold til tyngdeloven, resulterer i maksimale anslagshastigheder på 4,8 m/s (v = √2*g*h) og kinetiske energier på ca. 6000 Nm (m*g*h). Den anden faldtester er egnet til masser fra 3 kg til 350 kg med en maksimal faldhøjde på op til 1500 mm, hvorved der måles anslagshastigheder på op til ca. 5,5 m/s og energier på op til ca. 5150 Nm. Ud over disse tyngdekraftsinducerede testmuligheder for støddæmpere ved slutningen af bevægelsen af lodrette lineære akser muliggør en særlig teststand også vandrette lineære tests. Drevet accelererer masser fra 20 kg til 100 kg til hastigheder på op til ca. 3,5 m/s.

I et praktisk eksempel, hvor højpræcise, friktionsfrie akser er installeret i et håndteringssystem, der er sikret i slutpositionerne i tre akser (X, Y, centerpol) med små støddæmpere, vælger ingeniørerne hos ACE først de passende dæmpertyper til den respektive akse fra standardsortimentet. Da de meget følsomme aksler kun må belastes med definerede maksimale kræfter i tilfælde af et sammenstød, udfører ACE i andet trin specifikke teoretiske designs for hver af de udvalgte små støddæmpere ved hjælp af simuleringssoftware. Hvert enkelt hulmønster, dvs. antallet og størrelsen af gashullerne inde i dæmperen, simuleres på computeren for at optimere kraftforløbet, dvs. kraft-forskydningskurven. Ingeniørerne kan derefter validere de teoretiske simuleringer ved at foretage målinger på den lineære akse ved hjælp af passende forberedte prøveemner i de lineære tests på testbænken. I en sådan testapplikation kan den bevægelige masse justeres ned til nogle få gram, og slaghastigheden kan matches næsten én til én med en tolerance på 0,02 m/s for hvert enkelt tilfælde. Hvis prøveemnerne består testene, bruges måleresultaterne til produktion af de nødvendige små serier.

Måleteknologi validerer simulerings- og testresultater

Uanset om ACE-komponenterne testes i lodrette eller vandrette lineære akser, bruger virksomheden et laserforskydningsmålesystem til at bestemme dæmpningsvandringen og kraftsensorer til at bestemme den faktiske støttekraft for alle testbænke. Virksomheden har samarbejdet med Burat & Klein Datentechnik GmbH, der har base i Meckenbeuren i Bodensee-distriktet, siden 2004. Mens de forskellige sensorer og forskydningstransducere er forbundet med et målesystem kaldet MultiMessBOX, som er nøjagtigt tilpasset det respektive testpunkt, kan de data, der bestemmes i hver testkørsel, evalueres ved hjælp af MessMax®-softwaren, der er programmeret af Burat & Klein. Som beskrevet i eksemplet gør MessMax® det muligt at overlejre den kurve, der er målt under den virkelige test, med den teoretiske kurve, der er bestemt på computeren, og dermed validere teorien i praksis. Jörg Küchmann, ingeniør fra ACE's forsknings- og udviklingsafdeling, kommenterer: "I den citerede applikation kunne Burat & Klein tilbyde os en særlig evalueringssoftware, som vi kan bruge til at sammenligne tre parametre og automatisk eksportere resultaterne til Excel efter behov. I dette tilfælde evalueres og kontrolleres den maksimale støttekraft, den maksimale dæmpningsafstand og også energien, dvs. arealet under kraft-forskydningskurven."

I løbet af de sidste par år har ACE opnået stor erfaring inden for dette område af måleteknologi og evaluering af de opnåede resultater takket være det stigende antal valideringer, som kunderne har anmodet om. Det er bemærkelsesværdigt, at simuleringerne kun viser meget små procentvise afvigelser i forhold til de faktiske måleresultater i praksis. ACE's simuleringer er derfor også meget nøjagtige takket være Burat & Kleins måleteknologi.